Краткое историческое введение
Около 20 лет назад Министерство Обороны США создало сеть, которая явилась
предтечей Internet, - она называлась ARPAnet.
ARPAnet была экспериментальной сетью, - она создавалась
для поддержки научных исследований в военно-промышленной сфере,
- в частности, для исследования методов построения сетей, устойчивых
к частичным повреждениям, получаемым, например, при бомбардировке авиацией
и способных в таких условиях продолжать нормальное функционирование. Это
требование дает ключ к пониманию принципов построения и структуры
Internet. В модели ARPAnet всегда была связь между
компьютером-источником и компьютером-приемником (станцией назначения).
Сеть a priori предполагалась ненадежной: любая часть сети может
исчезнуть в любой момент.
На связывающиеся компьютеры - не только на саму сеть
- также возложена ответственность обеспечивать налаживание и поддержание
связи. Основной принцип состоял в том, что любой компьютер мог связаться
как равный с равным с любым другим компьютером.
Передача данных в сети была организована на основе протокола
Internet - IP. Протокол IP - это правила
и описание работы сети. Этот свод включает правила налаживания
и поддержания связи в сети, правила обращения с IP-пакетами
и их обработки, описания сетевых пакетов семейства IP
(их структура и т.п.). Сеть задумывалась и проектировалась так,
чтобы от пользователей не требовалось никакой информации о конкретной
структуре сети. Для того, чтобы послать сообщение по сети, компьютер
должен поместить данные в некий ``конверт'', называемый, например,
IP, указать на этом ``конверте'' конкретный адрес в сети и передать
получившиеся в результате этих процедур пакеты в сеть.
Эти решения могут показаться странными, как и предположение
о ``ненадежной'' сети, но уже имеющийся опыт показал, что большинство
этих решений вполне разумно и верно. Пока Международная Организация
по Стандартизации (Organization for International Standartization
- ISO) тратила годы, создавая окончательный стандарт для
компьютерных сетей, пользователи ждать не желали. Активисты Internet
начали устанавливать IP-программное обеспечение на все возможные
типы компьютеров. Вскоре это стало единственным приемлемым способом
для связи разнородных компьютеров. Такая схема понравилась правительству
и университетам, которые проводят политику покупки компьютеров у различных
производителей. Каждый покупал тот компьютер, который ему нравился и вправе
был ожидать, что сможет работать по сети совместно с другими компьютерами.
Примерно 10 лет спустя после появления ARPAnet появились Локальные
Вычислительные Сети (LAN), например,такие как Ethernet
и др. Одновременно
появились компьютеры, которые стали называть рабочими станциями.
На большинстве рабочих станций была установлена Операционная Система
UNIX. Эта ОС имела возможность работы в сети с протоколом
Internet (IP). В связи с возникновением принципиально
новых задач и методов их решения появилась новая потребность: организации
желали подключиться к ARPAnet своей локальной сетью.
Примерно в то же время появились другие организации, которые начали
создавать свои собственные сети, использующие близкие к IP коммуникационные
протоколы. Стало ясно, что все только выиграли бы, если бы эти сети
могли общаться все вместе, ведь тогда пользователи из одной сети смогли бы
связываться с пользователями другой сети.
Одной из важнейших среди этих новых сетей была NSFNET,
разработанная по инициативе Национального Научного Фонда (National
Science Foundation - NSF), аналога нашего Министерства Науки.
В конце 80-х NSF создал пять суперкомпьютерных центров,
сделав их доступными для использования в любых научных учреждениях.
Было создано всего лишь пять центров потому, что они очень дороги
даже для богатой Америки. Именно поэтому их и следовало использовать
кооперативно. Возникла проблема связи: требовался способ соединить эти
центры и предоставить доступ к ним различным пользователям.
Сначала была сделана попытка использовать коммуникации ARPAnet,
но это решение потерпело крах, столкнувшись с бюрократией оборонной
отрасли и проблемой обеспечения персоналом.
Тогда NSF решил построить свою собственную сеть, основанную
на IP технологии ARPAnet. Центры были соединены специальными
телефонными линиями с пропускной способностью 56 Kbps (7 KB/s).
Однако, было очевидно, что не стоит даже и пытаться соединить
все университеты и исследовательские организации непосредственно
с центрами, т.к. проложить такое количество кабеля - не только
очень дорого, но практически невозможно. Поэтому решено было создавать
сети по региональному принципу.
В каждой части страны заинтересованные учреждения
должны были соединиться со своими ближайшими соседями. Получившиеся цепочки
подсоединялись к суперкомпьютеру в одной из своих точек, таким образом
суперкомпьютерные центры были соединены вместе. В такой топологии любой
компьютер мог связаться с любым другим, передавая сообщения через соседей.
Это решение было успешным, но настала пора, когда сеть уже более не справлялась
с возросшими потребностями. Совместное использование суперкомпьютеров
позволяло подключенным общинам использовать и множество других вещей, не
относящихся к суперкомпьютерам. Неожиданно университеты, школы и другие
организации осознали, что заимели под рукой море данных и мир пользователей.
Поток сообщений в сети (трафик) нарастал все быстрее и быстрее пока,
в конце концов, не перегрузил управляющие сетью компьютеры и
связывающие их телефонные линии. В 1987 г. контракт на управление и развитие
сети был передан компании Merit Network Inc., которая занималась
образовательной сетью Мичигана совместно с IBM и MCI.
Старая физически сеть была заменена более быстрыми (примерно в 20 раз)
телефонными линиями. Были заменены на более быстрые и сетевые управляющие
машины.
Процесс совершенствования сети идет непрерывно. Однако,
большинство этих перестроек происходит незаметно для пользователей.
Включив компьютер, вы не увидите объявления о том, что ближайшие полгода
Internet не будет доступна из-за модернизации.
Возможно даже более важно то, что перегрузка сети и ее усовершенствование
создали зрелую и практичную технологию. Проблемы были решены, а идеи
развития проверены в деле.
Важно отметить то, что усилия NSF по развитию сети привели к тому,
что любой желающий может получить доступ к сети. Прежде Internet была
доступна только для исследователей в области информатики, государственным
служащим и подрядчикам. NSF способствовал всеобщей доступности
Internet по линии образования, вкладывая деньги в подсоединение
учебного заведения к сети, только если то, в свою очередь, имело планы
распространять доступ далее по округе. Таким образом, каждый студент
четырехлетнего колледжа мог стать пользователем Internet.
И потребности продолжают расти. Большинство таких колледжей на Западе
уже подсоединено к Internet, предпринимаются попытки подключить
к этому процессу средние и начальные школы. Выпускники колледжей
прекрасно осведомлены о преимуществах Internet и рассказывают
о них своим работодателям. Вся эта деятельность приводит к непрерывному
росту сети, к возникновению и решению проблем этого роста, развитию
технологий и системы безопасности сети.
